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医疗前沿 |机器人助力人体皮肤4D打印自动化生产

国际金属加工网 2022年08月04日

人造皮肤,是利用工程学和细胞生物学的原理和方法,在体外人工研制的皮肤代用品,用来修复、替代缺损的皮肤组织。按成分不同,可分单纯人工真皮和具有表皮细胞层的活性复合皮。对于烧伤病人、糖尿病性皮肤溃疡、巨大色素痣等需要皮肤移植的情况,有着重要的意义。

挑战

无菌条件下的机器人

辅助运输生物组织

通过其下一代生物打印 (NGB) 平台,一家法国公司正在改进人造皮肤的生产,将在今年年底前进行临床试验。届时他们会使用一台史陶比尔 TX2-40 机器人,在隔离器中的无菌条件下,将产线上的皮肤组织片,从一个 3D 打印头运输到下一个打印头。

法国初创公司 Poietis 自 2015 年以来一直在研究一项简化人体组织生产的技术,有可能“复制”人类皮肤或眼角膜。但这里使用的工艺非常昂贵。一片眼角膜大约需要 10 万欧元,而且流程的标准化和自动化程度很低,导致质量水平不统一。

解决方案

人体皮肤 4D 打印自动化

Poietis 正在用工业自动化的手段来解决这一任务。该公司开发了一台具有无菌环境机器人单元。在密封隔离的工作区有一块细胞培养皿,在该培养皿上生产组织。几个打印头分别打印细胞和组织的其他构成材料。机器人将待生产的组织从一个打印头移动到另一个打印头处,以适应平台上集成的不同生物打印模式(激光打印和挤压)。

在开始开发新一代生物打印平台 (NGB) 时,Poietis 决定使用史陶比尔 TX2-40 六轴机器人的 Stericlean 无菌版本。这种机器人版本是专门为医疗和制药应用开发的,可以彻底清洁和消毒。

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▲Poietis 的“新一代生物打印 (NGB)”平台使用史陶比尔 TX2-40 机器人,采用 Stericlean 设计,用于人类皮肤组织的 4D 打印

Poietis 的“新一代生物打印 (NGB)”平台使用史陶比尔 TX2-40 机器人,采用 Stericlean 无菌设计,用于人类皮肤组织的 4D 打印。

公司首席执行官兼科学总监 Fabien Guillemot 给出了理由:“史陶比尔为我们提供两种配置的机器人,完全符合我们苛刻的应用要求,用于研究开发和临床应用。此外,这些机器人符合 GMP 要求,已经广泛用于药品生产以及医疗技术领域”。

史陶比尔机器人的准确性和速度也非常引人注目。“TX2-40 能够高精度、高速度和高重复性地接触各种打印头。此外,史陶比尔机器人在操作过程中不会释放出任何可能污染组织的微粒,这对我们的应用极为重要。“

Poietis 公司目前正在努力准备让两台基于 NGB 平台的生物打印机进行批量生产,一台用于研究和开发,另一台用于临床应用。同时,新的项目已经在测试中,例如软骨块的 4D 打印——同样是使用史陶比尔机器人

客户应用

更快、更好、效益更高

新的自动化流程的优势显而易见,人体(皮肤)组织的生产速度加快,成本效益更高。因为生产参数可以更好地控制,所以质量能够得到保证。

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▲由 NGB 平台生产的一块皮肤组织

客户收益

  • 成本效益高、能快速生产人体组织(皮肤、眼角膜)。

  • 流程可标准化,因此质量更高

  • 符合严格的卫生标准

  • 组织功能改善

  • 可适用于其他组织类型(软骨、神经元)

原文链接

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(史陶比尔机器人)

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